霍尔无刷电机

第八章：第三节

霍尔传感器的应用10/21/20211霍尔电势是关于I、B、

三个变量的函数，即

EH=KHIBcos

。利用这个关系可以使其中两个量不变，将第三个量作为变量，或者固定其中一个量，其余两个量都作为变量。这使得霍尔传感器有许多用途。霍尔特斯拉计霍尔元件10/21/20212霍尔高斯计（特斯拉计）的使用霍尔元件磁铁10/21/20213霍尔传感器用于测量磁场强度霍尔元件测量铁心气隙的B值10/21/20214霍尔转速表在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机

械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统

靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而

周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。■S10/21/20215N■线性霍尔■磁铁霍尔转速表原理当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。10/21/20216霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS）中的应用带有微型磁铁的霍尔传感器钢质若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。用霍尔转速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的大小。霍尔10/21/20217霍尔转速表的其他安装方法霍尔元件磁铁只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突起，就可产生磁场强度的脉动，从而引起霍尔电势的变化，产生转速信号。10/21/20218采用霍尔式无触点电子点火装置能较好地克服汽车合金触点点火时间不准确、触点易烧坏、高速时动力不足等缺点。霍尔式无触点汽车电子点火装置汽车点火线圈高压输出

12V低压电源接头

输入接头10/21/20219霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理采用霍尔式无触点电子点火装置无磨损、点火时间准确、高速时动力足。桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图1-触发器叶片2-槽口3-分电器转轴4-永久磁铁5-霍尔集成电路（PNP型霍尔IC）a）带缺口的触发器叶片成电路之间的安装关系b）触发器叶片与永久磁铁及霍尔集

c）叶片位置与点火正时的关系10/21/202110霍尔式无触点汽车电子点火装置(续）2—达林顿晶体管功率开关3—点火线圈低压侧a）电路汽车电子点火电路及波形b）霍尔IC及点火线圈高压侧输出波形当叶片遮挡在霍尔IC面前时，PNP型霍尔IC的输出为低电平晶体管功率开关处于导通状态，点火线圈低压侧有较大电流通过，并以磁场能量的形式储存在点火线圈的铁心中。当叶片槽口转到霍尔IC面前时，霍尔IC输出跳变为高电平，经反相变为低电平，达林顿管截止，切断点火线圈的低压侧电流。由于没有续流元件，所以存储在点火线圈铁心中的磁场能量在高压侧感应出30~50kV的高电压。1—点火开关10/21/20214—点火线圈铁心

5—点火线圈高压侧

6—分火头

7—火花11塞汽车电子点火装置使用的点火控制器、霍尔传感器及点火总成磁铁点火总成10/21/202112霍尔式无刷电动机霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来

检测转子和定子之间的相对位置，其输出信号经放大、整形后触发■普通直流电动机使电子线路，从而控制电枢电流的用的电刷和换向器换向，维持电动机的正常运转。由于无刷电动机不产生电火花及电刷磨损等问题，所以它在录像机、CD唱机、光驱等家用电器中得到越来越广泛的应用。10/21/202113无刷电动机在电动自行车上的应用电动自行车无刷电动机可充电电池组10/21/202114无刷电动机在电动自行车上的应用无刷直流电动机的外转子采用高性能钕铁硼稀土永磁材料；三个霍尔位置传感器

产生六个状态编码信

号，控制逆变桥各功

率管通断，使三相内

定子线圈与外转子之

间产生连续转矩，具

有效率高、无火花、

可靠性强等特点。10/21/202115电动自行车的无刷电动机及控制电路去速度控制器

利用

PWM调速10/21/202116光驱用的无刷电动机内部结构10/21/202117霍尔式接近开关当磁铁的有效磁极接近、并达到动作距离时，霍尔式接近开关动作。霍尔接近开关一般还配一块钕铁硼磁铁。10/21/202118霍尔式接近开关用霍尔IC也能完成接近开关的功能，但是它只能用于铁磁材料的检测，并且还需要建立一个较强的闭合磁场。■在右图中，当磁铁随运动部件移动到距

霍尔接近开关几毫米时，霍尔IC的输出由高电平变为低电平，经驱动电路使继电器吸合或释放，控制运动部件停止移动（否则将撞坏霍尔IC）起到限位的作用。10/21/202119霍尔式接近开关用于转速测量演示■n■n=■60■f4■软铁分流翼片开关型霍尔IC(r/min)■T10/21/202120霍尔电流传感器将被测电流的导线穿过霍尔电流传感器的检测孔。当有电流通过导线时，在导线周围将产生磁场，磁力线集中在铁心内，并在铁心的缺口处穿过霍尔元件，从而产生与电流成正比的霍尔电压。10/21/202121线性霍尔ICEH=KH

IBI所实现的多媒体界面：霍尔电流传感器演示铁心I10/21/202122其他霍尔电流传感器10/21/202123其他霍尔电流传感器（续）10/21/202124霍尔钳形电流表（交直流两用）压舌豁口10/21/202125霍尔钳形电流表演示直流200A量程被测电流的

■70.9导线未放入

A铁心时示值为零10/21/202126钳形表的环形铁心可以张开，导线由此穿过霍霍尔尔钳钳形形

电电流流表表演演示示70.9A10/21/202127霍尔钳形电流表的使用被测电流的导线从此处穿入钳形表的环形铁心手指按下此处，将钳形表的铁心张开将被测电流导线逐根夹到钳形表的环形铁心中10/21/